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泰比星是一群外星结构吗?

自2016年发现以来,泰比星一直是我们宇宙中一个难以解释的现象。阅读本文,了解天文学家们是如何试图弄清楚它的。

Katie Liu
作者:Katie Liu
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泰比星上的一个假设性巨型结构图片来源:Droneandy/Shutterstock

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2016年,关于在天鹅座发现一个极其奇怪的天体物理物体的新闻传开了。它不是另一个地球,而是一颗恒星。

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当公民科学家们梳理美国宇航局(NASA)四年开普勒任务的数据时,他们遇到了这颗恒星,其官方名称为KIC 8462852。它很不寻常。它会随机变暗,像闪烁的灯泡一样,并可能持续数天。它剧烈且不稳定地波动,有时亮度下降高达22%。

“恒星不会那样做,”塔贝塔·博亚吉安(Tabetha Boyajian)说,她是一位领导了后续科学调查的 ამერიკელი ასტრონომი。

KIC 8462852——由于博亚吉安而更为人所知的泰比星——继续让公民科学家和天文学家们感到困惑。尽管研究人员提出了许多理论,其中一些理论已经部分成立,但他们仍在寻找一个能够解释一切的假说。

泰比星是如何被发现的?

“恒星会做各种事情。它们会带着斑点旋转,它们会脉动,它们成对存在,它们会发生耀斑,”在路易斯安那州立大学任教的博亚吉安说。

但其他表现出类似行为的恒星都有天文学家能够看到和探测到的解释——泰比星却不是。

尽管似乎有什么东西遮挡了它,但这颗恒星却缺乏红外过量的迹象,而这通常发生在尘埃环绕恒星时——就像一个更稀薄、更暗淡的第二颗恒星吸收和发射额外的光。它也没有位于可能刚刚产生带有额外物质的新恒星的区域附近。

“它只是一颗普通的恒星,只是被什么东西挡住了光。这很奇怪,”宾夕法尼亚州立大学天文学和天体物理学教授杰森·赖特(Jason Wright)说。

“我们谁也搞不清楚,”博亚吉安回忆道。“所以,我们决定写一篇论文,说我们不知道它是什么。”

这篇论文于2016年发表在《皇家天文学会月报》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)上。论文中,作者们仔细梳理了大量的假说和排除方法——范围从恒星本身的内在原因,到彗星碎片的群集,再到形成月球的灾难性碰撞产生的尘埃。

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然而,将这颗恒星推向媒体聚光灯的,是赖特提出的一个想法:它可能是一群人造的(即外星的)结构。


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外星理论

当博亚吉安在赖特所在的大学做了一场讲座后,赖特首次听说这颗恒星。当时他正在写一篇关于戴森球可能是什么样的文章。他在数据中看到的内容似乎与他读写的内容相呼应。

“NASA基本上是无意中做了一个搜寻地外文明计划(SETI)的实验,”他说。(他解释说,戴森球指的是围绕恒星的人造物质集合,就像我们太阳周围的星际探测器和卫星一样。)

当SETI科学家们调查这颗恒星时,他们未能找到任何支持该理论的证据。当然,外星人只是一个不太可能的想法。找到一个符合一切的自然解释仍然难以捉摸。

“博亚吉安之星的稀有性……表明正确的解决方案本质上是不太可能的,”赖特和合著者斯坦恩·西古德森(Steinn Sigurdsson)在2016年的一篇论文中写道。

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泰比星的变暗

2017年,科学家们实时观测到了泰比星的亮度下降,这似乎提供了一个可能的解决方案。

得益于博亚吉安发起的一项众筹活动,天文学家们自开普勒任务以来一直在用多个地面望远镜观测这颗恒星。这一次,当它再次变暗时,天文学家们通过几种不同的光色进行了观测,以更好地推断出可能阻挡星光的物质类型。

它并不是不透明的——既不是行星也不是戴森球——因为不同颜色的光线下降的幅度不均匀。有些东西更有效地阻挡了蓝光而不是红光:这是尘埃的特征。

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但这并没有完全解决问题。尘埃可能过滤星光,但仍然没有产生任何红外过量。还有长期变暗的问题。

事实上,泰比星不仅因其间歇性的变暗而显得奇怪,而且因为它在几个世纪以来一直在明显变暗。一项研究——引发了许多激烈的辩论——查看了1890年至1990年间泰比星的旧照片。在这期间,据报道该恒星的亮度下降了约20%。

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自那以后,其他研究人员也发现了支持这一发现的证据,主要是由于仅在开普勒观测的四年里,这颗恒星就变暗了3%。

“你可以想象,在100年后,它也可能下降20%,”博亚吉安说。


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巨大的尘埃环?

后者(研究)为最初的研究增加了更多分量——尽管这对天文学家来说有点烦人,因为他们现在又多了一个需要解释的问题,博亚吉安笑着说。

“如果你发现这颗恒星有两个奇怪的现象——我们看到开普勒的短期下降,然后是这种非常长期的变暗趋势——奥卡姆剃刀原则(Occam's Razor)表明你必须有相同的解释,”她说。“最简单的就是最好的。你必须为它们提供相同的解释。”

至于恒星周围的尘埃来自何处,或者它如何解释长期的变暗,赖特直言不讳地说:“不,我不知道发生了什么。”

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他个人倾向于认为,也许是一个带有巨大尘埃环的黑洞在来回穿梭——这可以解释为什么科学家们没有检测到任何红外过量。但是,他说,“没有人真正弄清楚这样的圆盘会是什么样子。”

简而言之,博亚吉安说,“大自然比我们有创造力得多。”


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对泰比星的未来研究

现在,科学家们正转向詹姆斯·韦伯太空望远镜,希望能获得更多线索。利用这个巨大的红外望远镜,天文学家们收集了更多数据,以进一步限制恒星周围尘埃的可能配置。与此同时,NASA的TESS卫星在2019年探测到了两次不同于开普勒观测的亮度下降——它们类似于行星经过。

“试图将这一点纳入对恒星周围事件的解释中尤其困难,因为它与我们看到的任何其他情况都不匹配,”博亚吉安说。天文学家们再次依靠公民科学家们来持续监测这颗恒星,寻找任何其他亮度下降的迹象。

“我们不认为这与外星人有关,但大自然会做很多令人惊讶的事情,”赖特说。“当你观察数十万颗恒星时,有些恒星会很奇怪。”

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如果天文学家能在这些奇怪的恒星中找到第二个泰比星,多一个参考点,那将非常有帮助。但在此期间,这种令人沮丧、绞尽脑汁的挑战也是其中的乐趣所在。

“我认为,如果你(已经)知道最终的答案,你就不会去做,”博亚吉安说。

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文章来源

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  • Katie Liu

    Katie Liu

    Katie Liu 是一位科学记者,为 Discover Magazine 撰稿,报道人类健康、考古学、环境和太空探索的科学研究。

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